C程序中打印当前地址

Question

假设我有以下简单的C程序：

int main() {

int a=5, b= 6, c;
c = a +b; 
return 0;
}

现在，我想知道表达式c=a+b的地址，也就是执行这个加法的程序地址。我能否使用printf来实现呢？ 类似于下面这样的方式：

int main() {

int a=5, b= 6, c;
printf("Address of printf instruction in memory: %x", current_address_pointer_or_something)
c = a +b; 
return 0;
}

我知道可以使用gdb和info line file.c:line找到地址。但是，我想知道是否可以直接使用printf实现这个功能。

- Andrew

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知道您使用的处理器架构和编译器将会很有帮助。共识似乎是没有真正可移植的方法来做到这一点。 - RichieHindle

你在查看的“指令”实际上可能被翻译成一系列跨越地址范围的汇编指令，这不是可能的吗？ - user44511

Answer 1

在gcc中，您可以使用&&运算符获取标签的地址。因此，您可以这样做：

int main() 
{
    int a=5, b= 6, c;

    sum:
        c = a+b;

    printf("Address of sum label in memory: %p", &&sum);
    return 0;
}

&&sum 的结果是，如果您执行 goto sum，将发出跳转指令的目标。因此，尽管在 C/C++ 中没有一对一的地址到行的映射，您仍然可以说“给我一个指向这段代码的指针”。

- Charlie

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似乎这是一种非标准的扩展。 - 1800 INFORMATION

问题本身有各种非标准的方面。公平起见，回答应该包含非标准扩展。 - sigjuice

看起来很棒，我正在寻找类似于gcc编译器的东西！明天会试一下 ;) - Andrew

请注意，这可能与您想象的不同 - 例如，gcc可以决定a、b和c实际上是常量，将它们全部删除，然后sum有效地指向printf语句。 - bdonlan

是的，事实证明使用gcc -O1编译我的示例代码会完全优化掉a、b和c，因此打印的地址实际上与&main相同，并对应于printf的调用。 - Charlie

Answer 2

Visual C++中有一个称为_ReturnAddress的内置函数，可用于获取此处的一些信息。

例如：

__declspec(noinline) void PrintCurrentAddress()
{
    printf("%p", __ReturnAddress);
}

这将为您提供一个接近您所查看表达式的地址。但在某些优化（例如尾部折叠）的情况下，这可能不可靠。

- Michael

Answer 3

在Visual Studio 2008中测试：

int addr;
__asm
{
    call _here
    _here: pop eax
    ; eax now holds the PC.
    mov [addr], eax
}

printf("%x\n", addr);

感谢这个问题的提出。

- RichieHindle

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这样做会干扰CPU的返回地址预测器，因为你不是通过ret来修改返回地址。 - Michael

是不是直接放一个本地标签，然后使用立即MOV将该标签的地址加载到寄存器中会更好呢？例如：_here: mov eax, _here (newline) mov [addr], eax - bdonlan

@bdonlan 我认为使用这样的标签，你只能得到一个偏移量，而不是地址。 - phuclv

Answer 4

对于x86：

int test()
{
    __asm {
        mov eax, [esp]
    }
}


__declspec(noinline) int main() // or whatever noinline feature your compiler has
{
    int a = 5;
    int aftertest;

    aftertest = test()+3; // aftertest = disasms to 89 45 F8 mov dword ptr [a],eax.

    printf("%i", a+9);
    printf("%x", test());
    return 0;
}

- Unknown

Answer 5

这里有一种替代方法的草图：

假设你没有剥离调试符号，尤其是你有源级符号调试器需要实现单行单步、在源代码行设置断点等功能所需的行号到地址表。

大多数工具链使用相当好文档化的调试数据格式，并且通常会有帮助库实现大部分细节。

鉴于此并借助预处理器宏__LINE__（其求值为当前行号），应该可以编写一个查找任何源代码行地址的函数。

优点是不需要汇编语言，可通过调用特定于平台的调试信息库实现可移植性，并且不需要直接操作堆栈或使用打破 CPU 流水线的技巧。

一个很大的缺点是它比基于直接读取程序计数器的任何方法都要慢。

- RBerteig

Answer 6

在i386或x86-64上使用gcc:

#include <stdio.h>

#define ADDRESS_HERE() ({ void *p; __asm__("1: mov 1b, %0" : "=r" (p)); p; })

int main(void) {
    printf("%p\n", ADDRESS_HERE());
    return 0;
}

请注意，由于编译器优化的存在，表达式的位置可能与原始源中的位置不对应。

使用这种方法的优点是，它不会改变函数的控制流图。它也不像使用 call 的方法那样破坏返回预测单元 :) 另一方面，它非常依赖于体系结构...而且因为它不扰乱 CFG，所以不能保证跳转到相关地址是有意义的。

- bdonlan

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你确定它不会改变CFG吗？据我理解，一个__asm__块就像一个标签一样，是一个调度器障碍。 - Charlie

Answer 7

如果编译器很好，这个加法操作会在寄存器中进行，而不是以你想象的方式存储在内存中。实际上，一个好的编译器会发现你的程序什么也没做，在函数内部操纵值但从未将这些值发送到函数外部，结果可能是没有代码。

如果你这样做：

c = a+b; printf("%u\n",c);

那么一个好的编译器也永远不会将该值C存储在内存中，它将保留在寄存器中，尽管这也取决于处理器。例如，如果针对该处理器的编译器使用堆栈将变量传递给函数，则会使用寄存器计算c的值（一个好的编译器会发现C始终为11并将其分配），并且该值将被放置在堆栈上，同时被发送到printf函数。自然地，由于其复杂性（无法将需要执行的所有操作都放入寄存器中），printf函数可能需要在内存中进行临时存储。

我的意思是说，你的问题没有答案。它非常依赖于处理器、编译器等等。没有通用的答案。我不得不想知道问题的根源是什么，如果你希望使用调试器进行探测，那么这不是要问的问题。

底线是，反汇编您的程序并查看它，对于那个特定的编译日期和设置，您将能够看到编译器放置中间值的位置。即使编译器为变量分配了内存位置，也不意味着程序将在该位置存储变量。这取决于优化。

- old_timer

Answer 8

我不知道细节，但应该有一种方法可以调用一个函数，然后爬取返回堆栈以获取调用者的地址，然后将其复制并打印出来。

- Will Hartung